氣象學(xué)與氣候?qū)W實驗指導(dǎo)

1、氣象學(xué)與氣候?qū)W實驗指導(dǎo)前言：根據(jù)高等?？茙煼对盒５乩硐到虒W(xué)大綱的要求，為了配合氣象學(xué)與氣候?qū)W的教學(xué)，幫助學(xué)生掌握氣象觀測、天氣圖分析的技能，了解天氣預(yù)報的方法，并能進(jìn)行氣候資料的統(tǒng)計和氣候調(diào)查，編寫了氣象學(xué)與氣候?qū)W實習(xí)試用教材。本教材包括三部分內(nèi)容：一是氣象觀測：著重介紹地面氣象要素（包括氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)、云、天氣現(xiàn)象、能見度等）的觀測；二是天氣預(yù)報簡介：如何看電視中的天氣預(yù)報，天氣預(yù)報中的符號，如何看天氣預(yù)報圖；三是氣候資料整理和氣候調(diào)查。一觀測場地的要求：1、觀測的目的：（1）通過大量的、系統(tǒng)的、連續(xù)的觀測，掌握大氣中不斷發(fā)生的各種物理現(xiàn)象和物理過程的基本規(guī)律和特點，并將所觀測的資料進(jìn)

2、行分析綜合整理得出正確的結(jié)論。（2）通過觀測使學(xué)生熟悉氣象觀測儀器的使用，同時加深和驗證課堂上所學(xué)的內(nèi)容。（3）通過觀測初步學(xué)會氣象觀測的基本技能和方法。（4）通過觀測初步學(xué)會建立小型氣象園的步驟、要求等。2、環(huán)境要求：場地代表本地區(qū)較大范圍氣象要素特點和天氣、氣候特征的地方，避免局部地形的影響。一般要求場地平坦空曠，四周沒有高大建筑物、樹林和大水池的地方。觀測場地的邊緣與四周孤立障礙物的距離，至 少是該障礙物高度的三倍以上，成排的障礙物，至少是該障礙物高度的10倍以上，四周不應(yīng)種高稈作物，以保證氣流的通暢。3、場地大小的要求：觀測場地大小應(yīng)為2525m2；如果條件限制，可為16（東西向）20

3、（南北向）m2。中學(xué)氣象園的大小可根據(jù)學(xué)校場地的條件而定，盡可能符合國家氣象局的規(guī)定，可采用1620m2的面積，但不要小于54m2，否則儀器相距太近，相互遮擋，影響觀測質(zhì)量，而且影響活動的進(jìn)行。4、觀測場內(nèi)的要求：觀測場地要求平整，不應(yīng)有洞穴、坑洼，突起的地方，否則儀器安置不易達(dá)到水平的要求。由于一般地區(qū)下墊面綠色植物分布的面積最廣，所以觀測場內(nèi)應(yīng)種植淺草，土壤應(yīng)保持當(dāng)?shù)氐慕Y(jié)構(gòu)特征，同時在場內(nèi)要鋪設(shè)0.30.5米寬的小路（不能用瀝青鋪面），保持場內(nèi)整潔，方便行走，以免踏平草層。為了保護(hù)場內(nèi)儀器設(shè)備，觀測場四周應(yīng)設(shè)高度為1.2米的稀疏圍欄（鐵絲網(wǎng)、鐵欄桿、竹圍欄等),保持氣流通暢。圍欄的北面正中

4、開一個小門，方便出入。要保持場內(nèi)整潔，當(dāng)草高超過20厘米時，要剪短，將草及時運出場地。在冬季降雪時，除小路和百葉箱頂壁的積雪可以清除外，場內(nèi)積雪應(yīng)保持原狀，使其自然融化。二觀測場內(nèi)的儀器的安置 觀測場內(nèi)儀器的安置應(yīng)當(dāng)保持一定距離，互不影響，具體要求如下： 1.儀器高的安排在北面，低的安在南面，東西成行，大體對稱。 2.儀器設(shè)備應(yīng)安置在東西走向的小路的南側(cè)，便于觀測人員觀測時能迅 速從北面接近儀器。觀測次數(shù)多的儀器，盡量接近中間小路。 3.百葉箱內(nèi)的溫度表安置的高度規(guī)定為1.5米。 4.測量降雨量的雨量器的安置高度規(guī)定為70厘米。 5.測量風(fēng)的儀器安置在距地面10米以上。 6.觀測場內(nèi)的日射、日

5、照儀器應(yīng)在開闊的地方，并放在平臺上。而且日 射儀器事先需要測定反射率。三觀測時間1.每日以北京時間02、08、14、20時進(jìn)行四次氣候觀測，部分觀測站、哨僅進(jìn)行08、14、20三次氣候觀測。2.定時觀測項目表時間02081420081420日落后觀測時間云、能見度、天氣現(xiàn)象、空氣的溫度、濕度、風(fēng)、氣壓、040厘米地溫降水、凍土、雪深、雪壓、地面最低溫度80320厘米地溫、換溫度、氣壓、濕度自記紙降水、蒸發(fā)、最高、最低氣溫和地面最高、最低氣溫，并調(diào)整觀測表放回原位日照計換紙3.溫度、濕度氣壓等要素盡可能接近正點觀測，而目測項目如云、能見度等可在正點觀測前進(jìn)行觀測。4.氣象要素均以北京時間20時日

6、界，自記記錄以24時為日界，日照計以日落為界。5.中學(xué)氣象園觀測項目，每天觀測三次，在不影響教學(xué)工作的前提下，可以提前一小時，在07、13、19時觀測。實驗二空氣溫度的觀測空氣溫度是表示冷熱程度的物理量。它是最基本的氣象要素之一。大氣中所發(fā)生的熱力過程和許多天氣現(xiàn)象都與大氣溫度有密切關(guān)系。同時，氣溫也是構(gòu)成一地氣候的重要因素，特別是農(nóng)作物的生長、發(fā)育與氣溫、地溫有著密切的關(guān)系。為了能定量的表示溫度，就必須選定一個衡定溫度的標(biāo)準(zhǔn)尺度，簡稱溫標(biāo)，我國采用的是攝氏溫標(biāo)（），它是以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的純水的冰點為0o，沸點定為100o，以冰點和沸點作為兩個基點，其間劃分成100等分，每等分稱為1o。一測溫

7、原理任何物質(zhì)溫度變化都會引起它本身的物理特征與幾何形狀的改變。利用物質(zhì)這一特性，確定它與溫度間的數(shù)量關(guān)系，就可以作為測溫儀器的感應(yīng)部分，制成各種各樣的溫度表。常用的溫度表有以水銀或酒精為感應(yīng)液的玻璃液體溫度表。水銀和酒精都具有比較明顯的熱脹冷縮的特性。水銀和酒精相比較，具有導(dǎo)熱快，比熱小，易提純，沸點高（356.9）蒸汽壓小，不與玻璃發(fā)生浸潤作用等優(yōu)點，所以用水銀用感應(yīng)液的溫度表靈敏度和精確度都較高。但是由于水銀冰點比酒精高（38.9），測定低溫不適宜，而酒精冰點低（117.3），用來測定低溫比較好。但酒精本身具有膨脹系數(shù)不夠穩(wěn)定，純度較差，容易蒸發(fā)，以及與玻璃起浸潤作用等缺點，所以一般情況下

8、，不使用酒精溫度表，只有在氣溫低于36時，才按照地面氣象觀測規(guī)范規(guī)定使用酒精溫度表。因此，除了最低溫度表用酒精作為感應(yīng)液外，一般溫度表多用水銀。當(dāng)溫度表與空氣接觸時，球部與空氣間便發(fā)生熱量交換。如果空氣濕度升高，溫度表球部便吸收空氣中的熱量，球部的玻璃和水銀（酒精）都受熱而膨脹，然而水銀（酒精）膨脹量遠(yuǎn)比玻璃大，所以一部分水銀（酒精）被迫進(jìn)入毛細(xì)管中，于是毛細(xì)管內(nèi)水銀柱便隨之升高，直到熱量交換平衡時為止。這時水銀柱（酒精柱）隨之下降。反之，氣溫降低時，毛細(xì)管內(nèi)的水銀柱（酒精柱）隨之下降，直到熱量交換平衡為止。因此，溫度表水銀柱（酒精柱）的示度也能表示氣溫的高低。 二幾種液體溫度表1. 普通溫度

9、表（干濕球溫度表）普通溫度表是由球部、套管、白磁刻板及頂部所組成的水銀溫度表。它的特點是：如前所述毛細(xì)管內(nèi)水銀柱的示度，隨著被測物的溫度變化而變化。因而可以測出任意時刻被測物的溫度。氣象站、哨是用一對規(guī)格相同的普通溫度表測定空氣的溫度和濕度，因此又稱為干濕球溫度表。 2. 最高溫度表 最高溫度表也是一種水銀溫度表。用以測定一定時間內(nèi)的最高溫度。它與普通溫度不同的地方在于球部。最高溫度表的球部有一玻璃針，伸入毛細(xì)管，使球部與毛細(xì)管之間形成一窄道。溫度升高時，球部水銀體積膨脹，壓力增大，迫使水銀擠過狹管回至球部，因而水銀柱就在狹管處斷裂，于是狹管以上這段水銀柱的頂端，就保持在過去一段時間內(nèi)溫度表所

10、感受到的最高溫度示度上。最高溫度表為了防止重力作用，應(yīng)水平安放，為了防止水銀柱滑向頭部，也可將頭部稍放高一點。觀測最高溫度后，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整。其方法是：用右手緊握表中上部，球部向下，把手伸出和身體約成30o角，在水平面45o范圍內(nèi)劇烈甩動幾次，待其示度與干球溫度相差不到0.2o時為止，最后，將調(diào)整好的最高溫度表放回原來位置上時，注意手不能觸及球部，先放球部，后放表身。最高溫度表的水銀柱是只上升不下降的，如果發(fā)現(xiàn)最高溫度表水銀柱已經(jīng)下降，則此表已失去了最高溫度表的性能，不能繼續(xù)使用，應(yīng)予以撤換。3. 最低溫度表測定一定時間間隔內(nèi)的最低溫度，用最低溫度表。它的構(gòu)造特點是：毛細(xì)管較粗，內(nèi)貯透明的酒

11、精，在毛細(xì)管內(nèi)酒精中有一個啞鈴形的玻璃游標(biāo)。當(dāng)溫度下降時，酒精柱收縮，由于酒精柱頂端與游標(biāo)接觸時，其表面張力作用，帶動游標(biāo)下降；當(dāng)溫度上升時，酒精膨脹，酒精柱可以經(jīng)過游標(biāo)周圍慢慢向前流動，而游標(biāo)因頂端對管壁的摩擦力及本身的重力作用，仍停留在原位不動，因此它可以指示出一定時間間隔內(nèi)曾經(jīng)出現(xiàn)過的最低溫度。觀測最低溫度表之后，要進(jìn)行調(diào)整，先將球部向上抬起，使游標(biāo)到達(dá)酒精柱的頂端，與酒精面相接觸，然后將最低溫度表水平安裝好。三空氣溫度表的安裝測定空氣溫度的儀器，應(yīng)放在防止太陽直接照射，又能防止強風(fēng)、雨淋、雪蓋，并能使空氣自由流通的保護(hù)裝置內(nèi)。目前觀測臺站用的保護(hù)裝置就是百葉箱。 百葉箱，四周是由兩排薄

12、的木板百葉組成，木板向內(nèi)向外傾斜與水平方向成45o角。箱底由三塊木板組成，中間木板比兩側(cè)的木板高出一些，箱蓋有兩層，其間空氣能流通。為了避免太陽直接照射儀器，百葉箱要漆成白色，以防吸熱過多，影響箱內(nèi)氣溫。百葉箱分大小兩種，大百葉箱是安裝溫度、濕度自記儀器的，小百葉箱是安裝干濕球和最高、最低溫度表的。百葉箱應(yīng)水平地牢固地安裝在一個特制的架子上，支架應(yīng)牢固地埋入地下，其頂端高出地面125厘米。箱門朝正北。箱內(nèi)儀器的安裝小百葉箱內(nèi)的各種溫度表都安置在箱內(nèi)特制的鐵架上，干濕球溫度應(yīng)垂直固定在鐵架兩側(cè)，干球在東，濕球在西，球部離地面1.5米，濕球的下方是一個帶蓋的水盂，水盂口離濕球約3厘米，濕球溫度表球

13、部包扎一條紗布，紗布通過杯蓋上的狹縫引入水盂內(nèi)。最高溫度表平放在鐵架下面橫梁上的鉤中，球部中心離地為1.5米；最低溫度表放在最下面的鉤上，二支表球部都向東。大百葉箱內(nèi)的溫度計安裝在前面的木架上，感應(yīng)部分中心離地1.5米；濕度計放在后面稍高的木架上。百葉箱內(nèi)外要保持清潔，大雨、大雪后，要及時將箱內(nèi)的雨水擦干凈，以免影響記錄的準(zhǔn)確性。四溫度表的觀測按規(guī)定時間首先讀干球，后讀濕球，記錄之后再復(fù)讀一次，然后讀最高溫度，最低溫度，復(fù)讀記錄后，調(diào)整最高、最低溫度表，放置最高溫度表時，要先放球部，后放頭部以免水銀上滑。觀測溫度表須注意下列事項：必須保持視線和水銀柱頂端高度齊平，以避免由于視差而使讀數(shù)偏高或偏

14、低。溫度表是很靈敏的儀器，所以讀數(shù)時應(yīng)迅速，勿使頭部、手和燈接近表的球部，不要對著溫度表呼吸。觀測后應(yīng)復(fù)讀一次讀數(shù)，避免發(fā)生讀錯，特別是5o、10o或零上零下看顛倒等大差錯。上述溫度表觀測后，然后觀測大百葉箱內(nèi)的自記溫度計、濕度計。 五自記溫度計自記溫度計是氣象上常用的幾種自記儀器中的一種。自記儀器是自動記錄氣象要素在一天或一周內(nèi)連續(xù)變化情況的一種儀器。從儀器上還能知道氣象要素在某段時間內(nèi)的極值及其出現(xiàn)時間。溫度計由感應(yīng)部分、傳遞放大部分、自記部分組成。自記部分是將傳遞放大的結(jié)果自動記錄下來的部分。包括自記鐘、自記紙和自記筆等。一般自記鐘分日轉(zhuǎn)和周轉(zhuǎn)兩類。自記鐘上放有記錄紙，其紙上與縱軸垂直的

15、水平線表示溫度，通常每格為1。豎的弧線為時間線。自記鐘旋轉(zhuǎn)一圈之后，就更換自記紙（每日一次或一周一次），規(guī)定在14時觀測后換紙。自記筆尖內(nèi)裝有特制的墨水，由于自記鐘時刻在運轉(zhuǎn)，溫度不斷在變化，這樣筆尖在自記紙上就連續(xù)畫出溫度隨時間變化的曲線。具體操作步驟如下：溫度計的觀測次數(shù)和溫度表一樣，每次讀數(shù)后要用筆尖畫短線做一記號。換紙時應(yīng)注意寫上年、月、日和上紙的時間及取下紙的時間。將紙裹在鐘筒上卷緊，水平線對齊，底邊緊貼筒底邊緣并以壓條固定。轉(zhuǎn)動鐘筒，使筆尖正對當(dāng)時時間。推回筆檔，使筆尖與鐘筒接觸，做記號，重新檢查一遍后，關(guān)上合蓋。自記溫度計要注意維護(hù)，經(jīng)常保持清潔，對感應(yīng)部分不要用手及其他物體碰撞

16、。當(dāng)感應(yīng)有灰塵時可用細(xì)毛筆及時除掉。經(jīng)常注意自記錄是否清晰、有無中斷現(xiàn)象，筆尖墨水是否足夠，自記鐘是否停擺等。實驗三地面溫度的觀測地溫包括地面土壤溫度（地面溫度）和地中土壤溫度（地中溫度）。站、哨一般可根據(jù)需要觀測地面（包括0厘米、最高、最低溫度）淺層（地中5、10、15、20厘米）和較深層（地中40、80、160、320厘米）三個層次的地溫。一地溫表：測定地溫用的儀器有：地面溫度表、地面最低溫度表、地面最高溫度表。這三支溫度表與測定氣溫的干球溫度、最高和最低溫度表相同，只是由于地面溫度變化范圍較寬，它們的測量范圍也較大。并被安裝在觀測場的南邊的地表面，球部一半埋于土中，一半露于外面，三支地溫

17、表并排放在地段中央偏東的地面上；由北向南為地面溫度表（1）、地面最低溫度表（2）、地面最高溫度表（3）、它們相互的距離為56厘米。在觀測地面溫度表時，不得將表取離地面讀數(shù)（被水淹時例外）。地在溫度表被雪覆蓋，巡視時應(yīng)將其放置在雪面上，讀數(shù)時若球部又被雪蓋，仍照常讀數(shù)。冬季當(dāng)?shù)孛鏈囟冉档?6時，地面和地面最高溫度表停止觀測，只讀取地面最低溫度表的酒精柱和指標(biāo)示度，并用器差訂正后的酒精柱示度值作為地面溫度記錄。在高溫季節(jié)里，8時觀測后將地面最低溫度表收回，放在陰蔽處（收回前的讀數(shù)記在20時欄），20時觀測前再放回原處（遇雷雨天氣應(yīng)及時將表放回原處）。冰雹季節(jié)，冰雹時地面溫度表和曲管地溫表，應(yīng)加蓋網(wǎng)

18、罩，以免儀器損壞，冰雹停后立即拿掉。二曲管地溫表：曲管地溫表是測量淺層地溫的儀器。其溫度表球部附近的管子彎曲成135o角。玻璃套管下部（自球部到溫標(biāo)的起點）用石棉灰充填，再用棉花堵塞和火漆固定，以防止玻璃管內(nèi)空氣的對流。直管地溫表用來測定較深層不同深度的地中溫度，它是由外管和濕度表兩部分組成的。濕度表又裝在一個帶有金屬帽的特制保護(hù)框內(nèi)，并用螺絲與木棒連接，長度視所測深度而定。安置曲管地溫表的地段應(yīng)選在觀測場的南邊，地段面積為46平方米的裸地，要經(jīng)常除草，并使土壤保持松軟狀態(tài)。如果下雨后，地段表面形成一層硬皮，應(yīng)及時耙松，并注意地段表面不應(yīng)高出或低于觀測場整個地面。由于淺層土壤溫度變化比較劇烈，

19、因此深度每增加5厘米，安置一支曲管地溫表。曲管地溫表安置在地面溫度表的西邊，自東向西按5、10、15、20厘米深度順次排列，每支表相隔10厘米。5厘米深的曲管地溫表與地面最低溫度表頭部，相距20厘米。安置曲管地溫表時，動作應(yīng)十分輕緩，以免損壞儀器，先在地段中央東西線上挖一條長40厘米，寬2530厘米的斜溝，溝的北壁垂直，但不是正好東西向，而是偏北與東西約成30o角，使得溫度表的露出地面部分正好在東西一條線上。小溝挖好后，用尺沿OA溝壁，量出地溫表深度（指球部中央離地面深度）各作一個水平洞穴，洞的大小比溫度表的球部稍大，然后將地溫表放入坑內(nèi)，并使球部牢牢地嵌入北壁小洞里，使溫度表的表身與地面成4

20、5o角，等所有溫度表都安裝好后，再在溝內(nèi)填滿土，填土應(yīng)與整個地段一樣齊平。每支地溫表露出地面部分，應(yīng)用兩根木棒做成支架支柱（不能用鐵支架），為了檢查地溫表安裝的深度，在安裝前就預(yù)先應(yīng)用紅漆在地溫表上做出深度標(biāo)記。為了保護(hù)地溫場地不被踐踏，在溫度表的北部安裝兩塊木質(zhì)踏板。在觀測曲管地溫表時，應(yīng)特別注意視線與水銀柱頂保持垂直，否則將產(chǎn)生較大的誤差。三直管地溫表直管地溫表安置在觀測場地南邊有自然覆蓋物（草皮）24平方米地段上，與地面最低溫度表和曲管地溫成一直線，從東向西，由淺入深（40、80、120、320厘米），彼此間隔50厘米。外管露出地面部分須用牽繩固定。為了保護(hù)地段的草層和下雪時的積雪層，地

21、溫表的北側(cè)約30厘米處應(yīng)設(shè)置一個木質(zhì)的觀測用的臺架。深度為80、160、320厘米直管地溫表僅在14時觀測一次，地面最高、最低溫度表僅在20時觀測一次，并隨即進(jìn)行調(diào)整。在觀測直管地溫表時，應(yīng)特別注意視線與水銀柱頂保持垂直，否則將產(chǎn)生較大的誤差；觀測直管地溫表時，要站在臺架上，把溫度表從外管取出后，用身影遮住溫度表，但不要用手握住球部，讀數(shù)要迅速，注意安全。然后輕輕地把溫度表插入管中。實驗四觀測空氣濕度空氣濕度通常用水汽壓、絕對濕度、飽和差、露點溫度表示。濕度觀測方法有兩種：干、濕球溫度表測濕法和毛發(fā)濕度表測濕法。一用干、濕球表測定濕度的原理這個方法是用兩支相同的溫度表，其中一支溫度表的球部纏有

22、濕潤的紗布，稱為濕球，另一支用來測定空氣溫度，稱做干球。在未飽和的空氣中，由于濕球紗布上的水分不斷蒸發(fā)，而蒸發(fā)所需要的熱量來自于濕球本身及流經(jīng)濕球周圍的空氣，致使?jié)袂驕囟认陆怠．?dāng)濕球因蒸發(fā)所消耗的熱量和從周圍空氣中獲得熱量相平衡時，濕球溫度就不再繼續(xù)下降，結(jié)果干、濕球溫度示度出現(xiàn)了一個差值。這個差值大小，取決于蒸發(fā)的快慢程度，而蒸發(fā)的快慢又取決于空氣的濕度大小以及當(dāng)時的氣壓和風(fēng)速?？諝鉂穸扔?，濕球水分蒸發(fā)快，濕球溫度降得愈多，干濕球差就愈大；反之，濕度大，濕球水分蒸發(fā)得慢，濕球降低的少，干濕球差值就小。另外當(dāng)氣壓小和風(fēng)速大時也利于濕球蒸發(fā)，使干濕球差值小，因此可以利用干濕球溫度差來測定空氣的

23、濕度。計算空氣濕度的基本公式是： e=Et-AP(t- t) 式中：e：絕對濕度 Et：濕球t時的飽和水汽壓 t：干球溫度 t：濕球溫度 A：干濕表系數(shù)，它不是一個常數(shù)。其值決定于濕球附近的空氣流速。在實際工作中，濕度的計算是利用氣象常用表第一號進(jìn)行查算的。二濕球溫度表的使用和觀測測定空氣濕度的準(zhǔn)確度與濕球溫度示度是否準(zhǔn)確有很大關(guān)系，要使?jié)袂蚴径葴?zhǔn)確，主要在干濕球表面有良好蒸發(fā)和熱量交換，這就要求選擇吸水性好的紗布及用純凈的蒸餾水來潤濕紗布等。（一）選擇吸水性能良好的紗布，一般要求15分鐘內(nèi)至少吸水78厘米。紗布應(yīng)保持清潔、柔軟、無灰塵。一般一周更換一次紗布。如遇大風(fēng)、沙暴天氣，應(yīng)隨時更換紗布

24、，換布時把手洗干凈，用清水將表的球部洗凈，再把長10厘米左右的紗布在蒸餾水中浸濕，然后把它纏在水銀球部，紗布在球部上重疊的部分，不得超過球部表面積的四分之一，再用紗線將球的上部和下部做好活扣扎緊。（二）濕球紗布要用蒸餾水浸濕，不得用河水、泉水。因含有雜質(zhì)的水濕潤紗布會使蒸發(fā)量減少，濕球示度偏高，所以規(guī)定用蒸餾水。紗布下的水盂，應(yīng)經(jīng)常裝滿水。如因空氣過于干燥，紗布吸水不及時，則應(yīng)在觀測前巡視儀器時用水盂將紗布浸濕，以保證觀測正常進(jìn)行。（三）在濕球紗布結(jié)冰時，應(yīng)把水盂從百葉箱內(nèi)取走，以防凍裂。濕球上紗布應(yīng)在球部以下23毫米處剪斷，如圖42。由于濕球結(jié)冰后，不能再用水盂供水時，在每次觀測時均應(yīng)潤濕紗

25、布，這一步稱做溶冰。溶冰的方法是：用一杯和室溫相同的蒸餾水，將濕球球部全部浸入水杯內(nèi)，使球部原有冰全溶化。待紗布浸透而全溶化后，將水杯拿走，并仔細(xì)地用杯沿將集聚在濕球布頭上的水滴除去。溶冰的時間應(yīng)視當(dāng)時的天氣條件而定。一般濕度小而風(fēng)速大時，約在觀測前20分鐘左右進(jìn)行；濕度正常時，約在觀測前30分鐘進(jìn)行。觀測時，應(yīng)在讀數(shù)前，先看濕球示度是否穩(wěn)定不變。如果穩(wěn)定不變，即進(jìn)行讀數(shù)，并注意濕球紗布是否結(jié)冰，如果觀測時濕球已結(jié)冰，則在濕球讀數(shù)右上角記“B”字。如果觀測時，濕球示度還在變動時，只讀干球，不讀濕球，等數(shù)分鐘后再讀一次干濕球讀數(shù)以算濕度。而氣溫則以第一次干球讀數(shù)為準(zhǔn)。濕球溫度一般比干球溫度低或者

26、相等。但在降水、濃霧天氣情況下，可能發(fā)現(xiàn)濕球比干球溫度高的現(xiàn)象，這時應(yīng)以干球為準(zhǔn)，將濕球示度改成與干球溫度相等來查算濕度。濕球溫度冰面訂正值：t訂正值0.01.2 1.34.64.7100.0 0.10.2三毛發(fā)濕度表和濕度計人的頭發(fā)經(jīng)過脫脂后會隨著空氣相對濕度變化而有改變長度的特性。實驗表明，當(dāng)相對濕度由0增加到100時，毛發(fā)伸長量為原來長度的2.5，但在不同濕度上其伸長量是不均等的。利用這一特性可以制成毛發(fā)濕度表和毛發(fā)濕度計。（一） 毛發(fā)濕度表感應(yīng)部分為單根脫脂的人發(fā)，人發(fā)的上端固定在架子上部的調(diào)整的螺絲上，下端則固定在架子下部的弧鉤上，弧鉤與一小錘連接，小錘可使毛發(fā)拉緊。弧鉤和指針固定在

27、同一軸上，指針的尖端在刻度上移動，刻度尺上刻著相對濕度百分?jǐn)?shù)的刻度。當(dāng)空氣中相對濕度大時，毛發(fā)伸長，小錘下壓，指針向右移動；反之，相對濕度變小時，指針就向左移動。毛發(fā)濕度表觀測讀數(shù)時，要使視線垂直于刻度盤，并對準(zhǔn)指針的尖端，讀取指針?biāo)傅臄?shù)值，只讀整數(shù)，小數(shù)四舍五入。指針超過刻度線100以外，應(yīng)用外推法讀數(shù)，利用90100刻度間距，從100推延出去，然后估計讀數(shù)，照常記錄。（二） 濕度計濕度計是自動記錄相對濕度連續(xù)變化的儀器。它和溫度計一樣，構(gòu)造也分三部分。感應(yīng)部分也分三部分。感應(yīng)部分是一束毛發(fā)，傳遞放大部分比較特殊，是采用兩次放大的杠桿裝置，自記部分（自記鐘、紙、筆），與自記溫度計相同。 濕

28、度計安放在大百葉箱溫度計的后方。濕度計的讀數(shù)方法同溫度計，但只取整數(shù)，不記小數(shù)，當(dāng)濕度計筆尖100超過時，估計讀數(shù)，若筆尖超出鐘筒，則在記錄欄內(nèi)記“”表示缺測。超出范圍較大，需進(jìn)行調(diào)整。濕度計時間記號的方法與換紙方法與溫度計相同。濕度計的毛發(fā)應(yīng)保持清潔，切勿用手觸摸。毛發(fā)上如有霧淞、冰、雪等，就輕敲金屬架，使它脫落。如敲不下，只能把濕度計暫時放在室內(nèi)，使它自然干燥。切勿把儀器接近火爐。放回室內(nèi)這段時間的記錄，作缺測處理。毛發(fā)測濕儀器常產(chǎn)生如下一些誤差：首先毛發(fā)對相對濕度的感應(yīng)存在著滯后性，試驗表明，毛發(fā)表的指標(biāo)常常落后于濕度的實際變化。氣溫愈低，滯后時間愈長。到40以下，毛發(fā)幾乎失去感應(yīng)能力。

29、另外，毛發(fā)本身的長度也隨溫度的變化而脹縮，同時，固定毛發(fā)的金屬架隨溫度的升降也有脹縮，這些都是引起毛發(fā)測濕誤差的原因。實驗五氣壓的觀測氣壓的觀測，通常包括測定本站氣壓，以及根據(jù)本站氣壓計算出海平面氣壓。本站氣壓是指氣象臺站所安置的氣壓表的海拔高度以上的大氣壓力。測定本站氣壓通常用水銀氣壓表和氣壓計，野外觀測時常用空盒氣壓表。一水銀氣壓表常用的水銀氣壓表有動槽式和定槽式兩種，它們是根據(jù)水銀柱的重量和大氣壓力相平衡的原理來測定氣壓的。用長約1米的一根玻璃管，內(nèi)裝經(jīng)蒸餾過的純水銀倒插在水銀槽內(nèi)，這時管內(nèi)的水銀柱就開始下降，當(dāng)下降到一定高度后（通常水銀柱頂離槽中水銀面為760毫米左右）就不在下降了。這

30、是因為水銀槽面上的大氣壓力，支持住了管內(nèi)水銀柱的重量的緣故。隨著大氣壓力升高或減小，水銀柱亦隨之升高或降低。所以根據(jù)水銀柱高低就可以測出大氣壓力的大小。設(shè)玻璃橫截面積為S，水銀柱高度為h，水銀密度為p，重量為w，重力加速度為g。則壓力： Wmg P 其中m=pv v=Sh S S Mg pgsh 所以：P pgh S S公式中水銀密度p和重力g固定時，則p與h成正比，故氣壓P可用水銀柱高度h來表示。二氣壓表的構(gòu)造（一）動槽式水銀氣壓表動槽式水銀氣壓表其構(gòu)造可分為內(nèi)管、套管和水銀槽三部分。內(nèi)管：是一根直徑為8毫米，長約1米左右的玻璃管。玻璃管經(jīng)洗凈并抽成真空后，用純凈和干燥的水銀灌滿，就成為水銀

31、氣壓表的內(nèi)管。內(nèi)管裝在氣壓表外部的套管中，用數(shù)個軟木圈支柱，開口的一端插在成為盛滿水銀的槽里。套管：是用黃銅制成，管的上半部前后都開有長方形窗孔，用來觀測內(nèi)管中水銀柱的高低。窗孔邊上有刻度尺和游尺是用來測定氣壓整數(shù)和小數(shù)的。套管下部裝有一支附屬溫度表，其球部在內(nèi)管與套管之間，用來測定水銀及銅管的溫度。套管的下端與水銀槽連接。水銀槽：分為上下兩部分，中間有一玻璃圈可以看見槽內(nèi)水銀面。槽的上部為一由很軟的羊皮制成的皮囊，其特性是能通空氣而不漏水銀。皮囊的一頭牢固緊扎在玻璃內(nèi)管上，木杯中央凸出成圓筒形，內(nèi)管即通此木杯而伸入槽內(nèi)。用來指示刻度零點的象牙針固定在木杯的平面上，尖端向下。槽的下部有一皮囊，

32、呈圓袋狀，袋口扎在一硬木制的木杯下部，此木杯分成上下二截，以螺旋緊連著，上下木杯的外面有一用以調(diào)節(jié)水銀面的調(diào)整螺旋，螺旋的頂部有一小木托頂住下皮囊以免皮囊摩損。（二）定槽式氣壓表定槽式氣壓表， 構(gòu)造上也可分為內(nèi)管、套管和水銀槽三部分。內(nèi)管和套管的構(gòu)造大體與動槽式相同。槽部一般用銅或鋼制成的。槽內(nèi)盛定量水銀，槽頂有一氣孔螺旋，使水銀槽與外部空氣相通，管內(nèi)水銀柱就會隨空氣對槽內(nèi)水銀面所施壓力的變化而升降，以測定氣壓。定槽式氣壓表沒有用來表示標(biāo)尺零點的象牙針，即沒有固定的零點。當(dāng)氣壓變化時，不但水銀柱高度發(fā)生變化，而且槽內(nèi)水銀面位置也發(fā)生變化。這樣讀數(shù)時就需要移動標(biāo)尺，使標(biāo)尺的零點于水銀面上，然后讀

33、水銀柱高度，這樣既不方便又不準(zhǔn)確。因而采用固定標(biāo)尺，在標(biāo)尺刻度上對零點的變化加以補正的辦法來彌補零點變化的缺陷。補正原理：當(dāng)外界壓力增加時，槽內(nèi)水銀面下降，管內(nèi)水銀柱升高，實際氣壓的變化是這兩部分高度變化之和。反之，氣壓下降時也是一樣的。由于水銀槽是封閉的，槽內(nèi)水銀面高度變化b是看不到的。因此僅用管內(nèi)水銀柱變化a來代表實際氣 壓變化（a+b）。這樣標(biāo)尺上的單位刻度距離a要比實際氣壓變化要短些，這就是標(biāo)尺需要補正的基本原理。常用的定槽式氣壓表，其內(nèi)管面積和槽部面積之比是1：50，當(dāng)氣壓1毫米時，槽內(nèi)水銀面下降0.02毫米（b1/50），內(nèi)管水銀柱只上升0.98毫米（a=49/50），即標(biāo)尺代表氣

34、壓變化1毫米的刻度（長度），實際只有0.98毫米長。為此，在制造定槽式氣壓表時，要求槽部和內(nèi)管嚴(yán)格成比例，并以標(biāo)準(zhǔn)氣壓（760毫米）時槽內(nèi)水銀面高度做為標(biāo)尺的零點。同時保持氣壓表內(nèi)水銀定量，否則將會引起儀器誤差。上述兩種氣壓表比較起來，動槽式制作較容易，因為有固定零點，觀測讀數(shù)較煩，時間較長后水銀面有氧化物，調(diào)零點不容易準(zhǔn)確，造成觀測上的誤差。定槽式在制作上要求嚴(yán)格，但使用方便而且精確。三水銀氣壓表的觀測方法和步驟（一）動槽式氣壓表觀測步驟和方法1、首先觀測附屬溫度表，精確到0.1。2、調(diào)整水銀槽內(nèi)的水銀面與象牙針尖恰好相接，直到象牙針尖相接完全無空隙為止。3、調(diào)整游尺，使其底邊與水銀柱頂相切

35、，調(diào)整過程中視線和游尺的底邊必須始終保持在同一平面上，從上往下調(diào)，在水銀柱頂與游尺底邊相切兩旁還應(yīng)露出三角形空隙時為止。4、讀數(shù)并記錄。先在標(biāo)尺上讀整數(shù)，從游尺上讀取小數(shù)，精確到0.1毫米（毫巴）。讀整數(shù)時，應(yīng)以稍低于游尺零線或與游尺零線相齊的標(biāo)尺刻度為準(zhǔn)；讀小數(shù)時，應(yīng)以標(biāo)尺上某一刻度線相齊的標(biāo)尺刻度為準(zhǔn)。5、降低水銀面。讀數(shù)后旋底部螺旋使水銀面離開象牙針尖約23毫米，目的是使象牙針尖不致被水銀磨禿，使刻度零點位置升高。（二） 定槽式水銀氣壓表的觀測步驟和方法用定槽式水銀氣壓表觀測氣壓，程序較動槽式簡單，不必調(diào)整水銀面。1、觀測附溫2、輕擊管壁，使水銀柱頂端成正常的凸面。3、調(diào)整游尺與水銀柱相

36、切。4、讀數(shù)、記錄并復(fù)讀。四水銀氣壓表讀數(shù)訂正水銀氣壓表讀數(shù)只是表示測得的水銀柱高度。由于各氣壓表精確度不同，所測出的數(shù)值往往是不同的，即使用同一支氣壓表進(jìn)行測量，由于溫度不同、地理位置不同、測量的數(shù)值也會各有差異。這說明水銀氣壓表的示度，不僅隨氣壓的變化而改變，而且還隨儀器的改變、溫度、重力的改變而變化。因此，直接從水銀氣壓表測得的氣壓數(shù)值，并不能代表真正的本站氣壓值。（一）器差訂正每支水銀氣壓表都有一定誤差。這種儀器自身的誤差叫儀器差（簡稱器差）。器差主要是由于內(nèi)管真空不良，水銀不純，刻度不均等原因所造成的。因此，每支氣壓表必須和標(biāo)準(zhǔn)氣壓表比較，得出誤差值，編成檢定證。器差可從檢定證上直接

37、查取。訂正方法：1、根據(jù)測得氣壓讀數(shù)，從檢定證相應(yīng)的氣壓值范圍內(nèi)查出訂正值。2、把氣壓讀數(shù)與訂正值相加，取代數(shù)和，即為經(jīng)器差訂正后的氣壓值。例如：氣壓讀數(shù)為761.0毫米，檢訂證上查得訂正值為0.2，則訂正后的氣壓值為：761.0（0.2）760.8毫米（二） 溫度訂正水銀氣壓表在制作過程中，是以附溫0時的水銀柱長度和黃銅標(biāo)尺的長度作為標(biāo)準(zhǔn)長度。當(dāng)附溫不等于0時，由于水銀和黃銅刻度標(biāo)尺膨脹系數(shù)不同（水銀膨脹系數(shù)0.0001818，黃銅膨脹系數(shù)0.000184）也就引起了兩者相對位置發(fā)生改變。這種由于溫度影響而引起的氣壓示度的改變值，稱水銀氣壓表的溫度差。當(dāng)附溫在0以上時，由于水銀的膨脹比黃銅大

38、得多，如果這時依照水銀柱高度讀數(shù)就會偏高，因此應(yīng)減去一段由于水銀柱與黃銅膨脹不同造成的氣壓差，如圖56。即溫度差應(yīng)為負(fù)值。如果附溫在0以下時，水銀收縮比黃銅多，水銀柱示度偏低，因此就加上一段水銀柱高度，即溫度差為正值。溫度差訂正值可從氣象常用表第二號第一表中直接查取。 六、氣壓計氣壓計是自動記錄氣壓連續(xù)變化的儀器。其準(zhǔn)確度不如水銀氣壓表。氣壓計在構(gòu)造上與其他自記儀器相似，可分為感應(yīng)部分，傳遞放大部分和自記部分。感應(yīng)部分：由幾個空盒串聯(lián)而成的，最上的一個空盒與機械部分連接，最下一個空盒的軸固定在一塊雙金屬板上，雙金屬板上用以補償對空盒變形的影響。傳遞放大部分：由于感應(yīng)部分的變形很小，常采用兩次放

39、大?？蘸猩系倪B接片與杠桿相連，此杠桿的支點為第一水平軸，杠桿借另一連接片與第二水平軸的轉(zhuǎn)臂連接。這一部分的作用是將空盒的變化以放大后傳到自記部分去。這樣以兩次放大能夠提高儀器的靈敏度。自記部分與其他自記儀器相同。氣壓計應(yīng)水平安放在水銀氣壓表附近，離地高度以便于觀測為宜。氣壓計讀數(shù)要精確到0.1毫巴，其換紙時間和方法與其他自記儀器相同。實驗六風(fēng)的觀測風(fēng)的觀測包括風(fēng)向和風(fēng)速的觀測。風(fēng)向是指風(fēng)吹來的方向，一般分為16方位也可用角度表示。例如北（N）、東（E）、西（W）、南（S）四個方位，分別以360（0）、90、180、270表示。風(fēng)速是指單位時間內(nèi)空氣流動的水平距離，以米/秒為單位。目前氣象臺站用

40、來測定風(fēng)的儀器有EL型電接風(fēng)向風(fēng)速儀，輕便測風(fēng)器等。在沒有儀器或儀器失靈的情況下可根據(jù)某些物體被風(fēng)吹動的情況用目力來判定。一、 EL型電接風(fēng)向風(fēng)速儀L型電接風(fēng)向風(fēng)速儀是電感應(yīng)器、指示器和記錄器三部分組成。感應(yīng)器：感應(yīng)器安裝在室外1012米高的桿子上。感應(yīng)器的上部為風(fēng)速部分，由風(fēng)杯、交流發(fā)電機、蝸輪等組成；感應(yīng)器的下部為風(fēng)向部分，是由風(fēng)標(biāo)、風(fēng)向方位塊、導(dǎo)電環(huán)、接觸簧片等組成。指示器：指示器放在室內(nèi)桌上用來觀測瞬時風(fēng)向和瞬時風(fēng)速的。它由電源瞬時風(fēng)向指標(biāo)盤、瞬時風(fēng)速指示盤等組成。記錄器：記錄器也置于室內(nèi)，用來記錄風(fēng)向風(fēng)速連續(xù)變化。它是由八個風(fēng)向電磁鐵，一個風(fēng)速電磁鐵、自記鐘、自記筆、筆檔、充放電線路等部分組成。感應(yīng)器用一長電線和指示器相連，指示器與記錄器之間用短電線相椄。觀測方法：打開指示器的風(fēng)向風(fēng)速開關(guān)，觀測兩分鐘風(fēng)速指針擺動的